届第二单元 力 物体的平衡第2节 力的合成与分解.docx

1、届第二单元 力 物体的平衡 第2节 力的合成与分解2013届新课标高考物理总复习学案第二单元 力 物体的平衡第2节 力的合成与分解回扣一力的合成1关于两个共点力F1、F2及它们的合力F，下列说法错误的是 ()A合力F一定与F1、F2共同产生的效果相同B两力F1、F2不一定是同种性质的力C两力F1、F2一定是同一个物体受的力D两力F1、F2与F是物体同时受到的三个力解析： F1和F2的合力为F，则说明F1与F2的共同作用效果与F的作用效果相同，即F可以替代F1和F2，F1和F2也可替代F，并不是又多出一个力。理解它们应注意：F1与F2可以是不同性质的力；F1与F2必须作用在同一个物体上。答案：

2、D2如图221所示(俯视图)，物体静止在光滑水平面上，有一水平拉力F20 N作用在该物体上，若要使物体所受的合力在OO方向上(OO与F夹角为30)， 图221必须在水平面内加一个力F，则F的最小值为_，这时合力大小等于_。回扣二力的分解3物理量可以分为矢量和标量，矢量是既有大小，又有_的物理量，相加时遵从_，标量是只有大小没有_的物理量，其运算按_进行。答案：方向平行四边形定则方向算术法则答案：20 N与竖直方向夹角为30斜向左下方知识必会1共点力合成的常用方法(1)作图法：从力的作用点起，按同一标度 作出两个分力F1和F1的图示，再以F1和 F2的图示为邻边作平行四边形，画出过 作用点的对角

3、线，量出对角线的长度， 图222 计算出合力的大小，量出对角线与某一力的夹角确定合 力的方向(如图222所示)。图223(3)三角形法则：将表示两个力的图示 (或示意图)保持原来的方向依次首尾 相接，从第一个力的作用点，到第 二个力的箭头的有向线段为合力，如图224所示。 图2242合力范围的确定(1)两个力大小不变时，其合力随夹角的增大而减小，当 两力反向时，合力最小，为|F1F2|，当两力同向时， 合力最大，为|F1F2|。(2)三个共点力的合成： 三个力共线且同向时，其合力最大，为|F1F2F3|。任取两个力，求出其合力的范围，如果第三个力在这个范围之内，则三个力的合力的最小值为零，如果

4、第三个力不在这个范围内，则合力的最小值为最大的一个力减去另外两个较小的力的和的绝对值。名师点睛(1)作图法求合力，需严格用同一标度作出力的图示，作出规范的平行四边形。(2)解析法求合力，只需作出力的示意图，对平行四边形作图要求也不太严格，重点是利用数学方法求解。(3)合力与分力是一种等效替代的关系，合力不一定大于分力。典例必研例1一物体受到三个共面共点力F1、F2、F3的作用，三力的矢量关系如图225所示(小方格边长相等)，则下列说法正确的是 ()A三力的合力有最大值F1F2F3，方向不确定B三力的合力有唯一值3F3，方向与F3同向 图225C三力的合力有唯一值2F3，方向与F3同向D由题给条

5、件无法求出合力大小思路点拨注意用图中方格的关系表示出力的大小关系。解析以F1和F2为邻边作平行四边形，对角线必沿F3方向，其大小F122F3，再与F3求合力，故F3F3，与F3同向，所以只有B正确。答案B冲关必试1三个共点力大小分别是F1、F2、F3，关于它们合力F的大小，下列说法中正确的是 ()AF大小的取值范围一定是0FF1F2F3BF至少比F1、F2、F3中的某一个大C若F1F2F3368，只要适当调整它们之间的 夹角，一定能使合力为零D若F1F2F3362，只要适当调整它们之间的 夹角，一定能使合力为零解析：这三个力合力的最小值不一定为零。合力不一定大于分力，A、B错误；若三个力大小分

6、别为3a、6a、8a，其中任何一个力都在其余两个力的范围之内，故C正确；D选项中的三个力不满足这个关系，D错误。答案：C2.(2012淮南模拟)如图226所示， 在水平天花板的A 点处固定一根 轻杆a，杆与天花板保 持垂直。 杆的下端有一个轻滑轮O。 另一 根细线上端固定在该天花板的B点 图226 处，细线跨过滑轮O，下端系一个重为G的物体，BO段 细线与天花板的夹角为30。系统保持静止，不计 一切摩擦。下列说法中正确的是 ()解析：细线对天花板的拉力等于物体的重力G；以滑轮为对象，两段绳的拉力都是G，互成120，因此合力大小是G，根据共点力平衡，a杆对滑轮的作用力大小也是G(方向与竖直方向成

7、60斜向右上方)；a杆和细线对滑轮的合力大小为零。答案：D知识必会1力的效果分解法(1)根据力的实际作用效果确定两个实际分力的方向；(2)再根据两个实际分力方向画出平行四边形；(3)最后由平行四边形和数学知识(如正弦定理、余弦定理、三角形相似等)求出两分力的大小。下列是高中阶段常见的按效果分解力的情形。实例分解思路拉力F可分解为水平分力F1Fcos和竖直分力F2Fsin重力分解为沿斜面向下的力F1mgsin和垂直斜面向下的力F2mgcos重力分解为使球压紧挡板的分力F1mgtan和使球压紧斜面的分力F2cos(mg) 重力分解为使球压紧竖直墙壁的分力F1mgtan和使球拉紧悬线的分力F2mg/

8、cos小球重力分解为使物体拉紧AO线的分力F2和使物体拉紧BO线的分力F1，大小都为F1F22sin(mg) 拉力分解为拉伸AB的分力F1mgtan和压缩BC的分力F2cos(mg) 2按问题的需要进行分解(1)已知合力和两个分力的方向，可以唯一地作出力的平行四边形，对力F进行分解，其解是唯一的。(2)已知合力和一个分力的大小与方向，力F的分解也是 唯一的。(3)已知一个分力F1的方向和另一个分 力F2的大小，对力F进行分解，则有三种可能(F1与F的夹角为)。如图227所示F2Fsin时无解。 F2Fsin或F2F时有一组解。 图227 FsinF2FN2FN3，f1f2f3BFN1FN2FN

9、3，f1f3FN2FN3，f1f2f3解析：设推力与水平方向的夹角为，分别对三个物体进行受力分析得：FN1mgFsin，FN2mg，FN3mgFsin，即FN1FN2FN3；摩擦力f1f3Fcos，f2F，即f1f3f2。故B选项正确。答案：B10.如图9所示，人下蹲时，膝关节弯曲的角度为，设此时大、小腿部的肌群对膝关节的作用力F的方向水平向后，且大腿骨、小腿骨对膝关节的作用力大致相等，那么脚掌所受地面竖直向上的弹力约为()A. B. C. D. tan 图9解析：设大腿骨和小腿骨的作用力分别为F1、F2，则F1F2如图甲所示，由力的平行四边形定则易知F2cos，对F2进行分解，如图乙所示，则

10、有F2yF2sin解得F2ytan，由牛顿第三定律知，脚掌受地面竖直向上的弹力为tan，D选项正确。答案：D11一光滑圆环固定在竖直平面内，环上套着两个小球A和B(中央有孔)，A、B间由细绳连接，它们处于如图10所示位置时恰好都能保持静止状态。此情况下，B球与环中心O处于同一水平面上，AB间的细绳呈伸直状态，与水平线成30夹角。已知B球的质量为m，求细绳对B球的拉力和A球的质量。 图10解析：对B球，受力分析如图所示。则有FTsin30mg得FT2mg对A球，受力分析如图所示。在水平方向：FTcos30FNAsin30在竖直方向：FNAcos30mAgFTsin30由以上方程解得：mA2m。答

11、案：2mg2m12.如图11所示，轻绳AC与水平面夹角30，BC与水平面夹角60，若AC、BC能承受的最大拉力不能超过100 N，那么重物G不能超过多少？(设悬挂重物G的绳CD强度足够大)解析：选结点C为研究对象，因为C点受AC、BC的拉力与重物 图11G联系起来。由于C点只受三个力且合力为零，所以最简单的求解方法就是力的合成或分解。由于重物静止时对C点的拉力TG，拉力产生两个效果：对BC的拉力TBC和对AC的拉力TAC，其力的矢量关系如图所示。从图中关系可以看出TBCTAC，即当重力G增加时，TBC先达100 N。因此重力G的极限值就等于TBC100 N时所对应的T的数值，由几何关系得：TN。所以重物的重力G不能超过N。答案： N